一种风光互补城市照明路灯

本发明涉及照明路灯，特别是涉及一种风光互补城市照明路灯。

背景技术：

1、节能减排和充分利用可再生能源已成为全球性的发展趋势，特别是风能和太阳能作为清洁、取之不尽、用之不竭的可再生资源，受到了广泛关注。在城市环境中，可再生能源的就地提取成为降低对传统化石燃料依赖的重要途径。

2、目前基于可再生能源设计的城市照明路灯大多只采用太阳能发电，但是由于房屋遮挡、阴雨天气等的影响，单纯的太阳能发电并不能完全满足照明需求，为此可考虑多可再生能源结合设计城市照明路灯。当前大多考虑将风电技术和太阳能发电技术进行结合，夜间和阴天无阳光时利用风能发电，晴天利用太阳能发电，在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用，既可实现全天候的发电功能，同时比单用风力、太阳能发电更经济科学。

3、风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电机组的叶片是将风能转化为机械能的关键部分，其设计与优化直接影响发电效率和经济性。叶片的形状和尺寸需要合理设计。一般来说，长而窄的叶片可以提供更高的扭矩和转速，但也会增加风力损耗；短而宽的叶片则可以提供更大的叶片面积，从而获得更多的风能，但也会增加轮毂和塔架的重量。此外用于城市照明路灯的风力发电装置不宜过大，否则会产生高成本、不易安装、安全性低、影响美观度等问题；因此如何提供一种风光互补城市照明路灯，将太阳能与风能有效结合，同时最小化大型风力发电机的长叶片引起的电磁干扰问题和噪声水平，是本发明亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种风光互补城市照明路灯，集成小型垂直轴风力机和太阳能电池板进行就地独立发电，可实现全天候的发电功能。将风光互补发电和节能照明功能结合在一起，更科学经济。

2、具体方案包括蓄电池、太阳能发电模块、风力发电模块、照明模块、智能控制器和支撑结构，其中：

3、所述风力发电模块包括风力涡轮导叶、风力发电机、发电机存储筒、短立柱、横撑、轮毂和轴承；所述发电机存储筒位于风力涡轮导叶下方，且发电机存储筒内部放置风力发电机；短立柱通过轴承连接在轮毂内部，轮毂与风力涡轮导叶通过横撑连接；

4、所述太阳能发电模块包括太阳能电池板和顶板；太阳能电池板位于顶板上方；顶板与短立柱连接，并位于风力涡轮导叶上方；

5、所述支撑结构包括支撑杆、底板和存放台；存放台固定在发电机存储筒下方，且存放台位于支撑杆上方；支撑杆与底板固定连接；

6、所述照明模块包括led灯、灯杆和灯罩；灯杆的两端分别与支撑杆、灯罩连接，led灯位于灯罩下方；

7、蓄电池位于存放台内部，用于存储风力发电机和太阳能电池板产生的电能；

8、智能控制器位于存放台内，用于控制太阳能电池板的向阳角度，以及led灯的照明时间。

9、进一步的，所述风力涡轮导叶包括上壁导板、下壁导板和叶片；所述叶片采用下底边呈内凹弧形的直角梯形曲面板，或采用下底边呈内凹弧形的直角梯形直面板；每个叶片的斜腰边连接上壁导板，且直腰边连接下壁导板；上壁导板与下壁导板之间等间距排列多个叶片。

10、进一步的，所述直角梯形曲面板为等厚度直角梯形曲面板，或为由上底边向下底边逐渐变厚的变厚度直角梯形曲面板。

11、进一步的，所述直角梯形直面板为等厚度直角梯形直面板，或为由上底边向下底边逐渐变厚的变厚度直角梯形直面板。

12、进一步的，所述下壁导板为圆环直面板，或为扇形直面板。

13、进一步的，所述上壁导板为扇形曲面板，所述扇形曲面板与水平面间形成20°的夹角。

14、进一步的，叶片数量为3-6个。

15、进一步的，太阳能电池板通过万向节结构安装在顶板上方。

16、进一步的，可布置多个照明模块以获得最佳的照射角度。

17、本发明的有益效果：

18、本发明提供的风光互补城市照明路灯，其中设计了一种新型的叶片，其采用下底边呈内凹弧形的直角梯形面板；凹弧形叶片设计有助于提高风能的捕捉效率；叶片的凹弧形使得风能更有效地转化为机械能，从而提高了发电机的效率。直角梯形曲面板的设计可以减少叶片与风的阻力，使得风能转换的效率更高；这种设计有助于降低发电机运行时的风速要求，从而提高了系统的稳定性。该设计能够在不同风向和风速下保持较好的稳定性，使得风力发电机在多种气候条件下都能正常运行；适用于各种尺寸和类型的垂直轴风力发电机，因此具有广泛的应用前景。

19、本发明所提结构采用新型的叶片来收集城市中的风能并转换为电能存储在蓄电池中；并采用太阳能电池板将太阳辐射能转换为电能储存在蓄电池中。本城市照明路灯集风能发电、太阳能发电和照明功能于一体，设计紧凑，结构简单，其发电过程绿色环保、安全可靠，且经济效益高，不仅为城市照明提供了绿色能源，而且设计考虑了城市美学不会对城市景观造成负面视觉影响，具有极高的实用价值。可消除传统路灯系统的问题，如沟槽布线和沟槽后的景观更换。虽然本发明集中在应用风能和太阳能为室外照明提供电源，但该系统也可用于其他应用，例如为远程数据收集设备、洪水监测系统或为遇险徒步者提供应急信标提供电源。

技术特征：

1.一种风光互补城市照明路灯，其特征在于，包括：蓄电池、太阳能发电模块、风力发电模块、照明模块、智能控制器和支撑结构，其中：

2.根据权利要求1所述的一种风光互补城市照明路灯，其特征在于，所述风力涡轮导叶包括上壁导板、下壁导板和叶片；所述叶片采用下底边呈内凹弧形的直角梯形曲面板，或采用下底边呈内凹弧形的直角梯形直面板；每个叶片的斜腰边连接上壁导板，且直腰边连接下壁导板。

3.根据权利要求2所述的一种风光互补城市照明路灯，其特征在于，所述直角梯形曲面板为等厚度直角梯形曲面板，或为由上底边向下底边逐渐变厚的变厚度直角梯形曲面板。

4.根据权利要求2所述的一种风光互补城市照明路灯，其特征在于，所述直角梯形直面板为等厚度直角梯形直面板，或为由上底边向下底边逐渐变厚的变厚度直角梯形直面板。

5.根据权利要求2所述的一种风光互补城市照明路灯，其特征在于，所述下壁导板为圆环直面板，或为扇形直面板。

6.根据权利要求2所述的一种风光互补城市照明路灯，其特征在于，所述上壁导板为扇形曲面板，所述扇形曲面板与水平面间形成20°的夹角。

7.根据权利要求2所述的一种风光互补城市照明路灯，其特征在于，叶片数量为3-6个。

8.根据权利要求1所述的一种风光互补城市照明路灯，其特征在于，太阳能电池板通过万向节结构安装在顶板上方。

技术总结本发明涉及照明路灯技术领域，特别是涉及一种风光互补城市照明路灯，包括蓄电池、太阳能发电模块、风力发电模块、照明模块、智能控制器和支撑结构；所述风力发电模块包括风力涡轮导叶，所述风力涡轮导叶包括上壁导板、下壁导板和叶片；所述叶片采用下底边呈内凹弧形的直角梯形曲面板，或采用下底边呈内凹弧形的直角梯形直面板；每个叶片的斜腰边连接上壁导板，且直腰边连接下壁导板；上壁导板与下壁导板之间等间距排列多个叶片；本发明提供的风光互补城市照明路灯，采用新型的叶片来收集城市中的风能并转换为电能存储在蓄电池中。技术研发人员：骆佳玲,曾忠,张良奇,张登龙受保护的技术使用者：重庆大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5